ЗАПОРНЫЙ КЛАПАН Российский патент 2002 года по МПК F16K17/00 

Предлагаемое изобретение относится к области пневмоавтоматики и может быть использовано для перекрытия потока газа в выходной канал при импульсной подаче давления во входной канал.

Известен главный клапан импульсно-предохранительного устройства, управляющая полость которого расположена над запорным органом, выполненным в виде стакана, сообщена дроссельным отверстием с входной полостью клапана и со сливом посредством управляющего импульсного устройства через отверстие во втулке, размещенной в управляющей полости соосно с запорным органом.

В управляющей полости размещена пружина, нагружающая запорный орган, а также установлен поршень с осевым отверстием, через которое пропущена втулка. В поршне выполнено дополнительное дроссельное отверстие, а в корпусе выполнены упоры, ограничивающие перемещение поршня в корпусе.

При повышении давления в системе сверх рабочего управляющее импульсное устройство открывает сброс из управляющей полости и давление над запорным органом понижается.

После снижения давления в системе управляющее импульсное устройство перекрывает сброс среды через соответствующее отверстие.

Недостатком такой системы является срабатывание клапана от управляющего импульсного устройства, не входящего в состав клапана. (А.с. СССР 1013682 от 22.02.82 г., опубл. бюл. 15 от 23.04.83 г.).

Известен пневматический дроссель, содержащий корпус с входным и выходным патрубками и расположенный в нем регулирующий орган, выполненный в виде подвижного и неподвижного элементов, пружины задания, управляющий элемент и возвратную пружину, в нем установлена укрепленная одним концом в корпусе разделительная трубка, другой конец которой связан через пружину задания с управляющим элементом и через возвратную пружину - с корпусом, а через толкатель, расположенный в разделительной трубке - с подвижным элементом регулирующего органа. Подвижный элемент регулирующего органа связан с корпусом через пружину. Пневматический дроссель не обеспечивает прохождение импульсного давления заданной величины. (А.с. СССР 6022699 от 11.07.74 г., опубл. бюл. 14 от 15.04.78 г.).

В качестве прототипа принимаем устройство, содержащее корпус с проточной частью, имеющий входной и выходные каналы, седло в форме усеченного конуса, к поверхности которого подведен выходной (или входной) канал, перекрываемый запорным органом, по форме соответствующим форме седла.

Недостатком данного устройства является прохождение через выходной (входной) канал как импульсного давления газа, так и неимпульсного (W0 85/04937, 19.03.1985, F 16 К 17/20).

Решаемая техническая задача заключается в разработке запорного клапана, обеспечивающего перекрытие выходного канала при импульсной подаче давления газа заданной величины во входной канал. При неимпульсной (плавной) подаче давления во входной канал выходной канал не перекрывается.

Технический результат, на достижение которого направлен заявляемый запорный клапан, заключается в обеспечении подачи заданного (строго определенного) количества газа в рабочую систему через дополнительный выходной канал с мембраной только от импульсного источника давления при наличии запорного органа с элементом, задействуемым импульсом, превышающим импульс давления срабатывания клапана, и регулирующего элемента оттарированной пружины на определенный импульс давления.

Достижение технического результата обеспечивается тем, что запорный клапан, содержащий корпус с проточной частью, имеющий входной и выходной каналы, седло в форме усеченного конуса, к поверхности которого подведен выходной канал, перекрываемый запорным органом, по форме соответствующим форме седла, введен дополнительный выходной канал, сообщенный с входом, запорный орган с элементом, задействуемым давлением, превышающим импульс давления срабатывания клапана, установлен непосредственно над входом и совмещен с поршнем, поджатым пружиной, оттарированной на импульс давления срабатывания клапана.

В дополнительном выходном канале установлена мембрана.

Запорный клапан снабжен регулирующим элементом тарировочной пружины.

В запорном клапане ниже седла может быть выполнен второй дополнительный выходной канал, перекрытый мембраной.

В запорном клапане ниже седла может быть выполнен второй дополнительный выходной канал, перекрытый мембраной.

Седло в корпусе клапана и запорный орган, выполненные в форме усеченного конуса, позволяют обеспечить надежную герметизацию основного выходного канала.

Элемент, задействуемый давлением, превышающим импульс давления срабатывания клапана, позволит обеспечить его срабатывание только от определенного импульса давления газа.

Оттарированная пружина, снабженная регулирующим элементом, позволяет настроить срабатывание поршня, совмещенного с запорным органом, на определенный импульс давления газа.

Наличие второго дополнительного канала с мембраной, расположенного ниже седла, позволит повысить надежность срабатывания клапана от определенного импульса давления газа.

Сопоставительный анализ предлагаемого запорного клапана с прототипом показывает, что заявляемый объект соответствует критерию изобретения "новизна".

Заявляемый клапан соответствует и критерию "изобретательский уровень", т.к. не выявлено источников известности, где был бы описан технический результат, достигаемый предлагаемым запорным клапаном.

На чертеже представлен заявляемый запорный клапан.

Запорный клапан состоит: из корпуса 1, в котором находятся проточная часть с седлом в форме усеченного конуса 11, входной канал 7, выходной канал 10, дополнительный выходной канал 9, второй дополнительный выходной канал 8 с мембраной 5. Над входным каналом расположен запорный орган в форме усеченного конуса с элементом 14, задействуемым давлением, превышающим импульс давления срабатывания клапана, совмещенный с поршнем 3, поджатым оттарированной пружиной 4. Регулировка усилия поджатая пружины осуществляется регулирующим элементом 6, который установлен в крышке 2. В канале 9 установлена мембрана 13. Герметизация разъема корпус - крышка осуществляется с помощью прокладки 12.

Предлагаемый запорный клапан срабатывает непосредственно от импульса давления, подаваемого во входной канал 7, при этом:
- если импульс давления соответствует заданной (требуемой) величине происходит перекрытие выходного канала 10, прорывается мембрана 13, и давление газа через выходной канал 9 поступает по назначению (в рабочую систему);
- если импульс давления меньше заданной величины поршень 3 с запорным органом не доходит до седла и давление газа стравливается через выходной канал 10;
- если импульс давления больше требуемой величины происходит разрыв элемента запорного органа 14 и давление газа стравливается через выходной канал 10 или происходит разрыв мембраны 5 и давление газа стравливается через второй дополнительный канал 8;
- если подается неимпульсное (плавное) давление газа поршень 3, плавно перемещаясь в сторону седла 11, обеспечивает стравливание давления газа через выходной канал 10.

Наличие запорного органа с элементом, задействуемым давлением, превышающим импульс давления срабатывания клапана, в сочетании с регулирующим элементом оттарированной пружины и дополнительного выходного канала с мембраной позволит перекрыть основной выходной канал только от определенного импульсного источника газа и подать в рабочую систему строго заданное (расчетное) количество газа.

Выполнен опытный образец запорного клапана и проведены предварительные испытания в составе экспериментальной рабочей системы. Испытания подтверждают работоспособность клапана от заданного (расчетного) импульса давления газа.

Запорный клапан предназначен для перекрытия потока газа в выходной канал при импульсной подаче давления во входной канал. Запорный клапан содержит корпус с проточной частью. Корпус имеет входной и выходной каналы. Запорный клапан также снабжен седлом в форме усеченного конуса, к поверхности которого подведен выходной канал. Канал перекрывается запорным органом, по форме соответствующим форме седла. Введен дополнительный выходной канал, сообщенный со входом. Запорный орган выполнен с элементом, задействуемым давлением, превышающим импульс давления срабатывания клапана. Запорный орган установлен непосредственно над входом и совмещен с поршнем, поджатым оттарированной пружиной. Изобретение позволяет перекрыть основной выходной канал только от определенного импульсного источника газа и подать в рабочую систему строго заданное (расчетное) количество газа. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Запорный клапан, содержащий корпус с проточной частью, имеющий входной и выходные каналы, седло в форме усеченного конуса, к поверхности которого подведен выходной канал, перекрываемый запорным органом, по форме соответствующим форме седла, отличающийся тем, что введен дополнительный выходной канал, сообщенный с входом, запорный орган выполнен с элементом, задействуемым давлением, превышающим импульс давления срабатывания клапана, установлен непосредственно над входом и совмещен с поршнем, поджатым оттарированной пружиной. 2. Запорный клапан по п. 1, отличающийся тем, что в дополнительном канале установлена мембрана. 3. Запорный клапан по п. 2, отличающийся тем, что снабжен регулирующим элементом тарировочной пружины. 4. Запорный клапан по п. 1 или 3, отличающийся тем, что в нем ниже седла выполнен второй дополнительный выходной канал, перекрытый мембраной.